JPH11159454A - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 駆動シャフト等のねじり振動を低減すること
ができる圧縮機を提供する。 【解決手段】 圧縮機１１のハウジング１２内には、駆
動シャフト１９がその前端部１９ａが突出した状態で回
転可能に支持されている。駆動シャフト１９の前端部１
９ａには、クラッチ２１が配設されている。クラッチ２
１のアーマチュア２４の前側面には、ダイナミックダン
パ４３が取着されている。ダイナミックダンパ４３は弾
性部４４と質量部４５とが一体に形成された複数のダン
パ部材４６により構成されている。そして、弾性部４４
側を基端として質量部４５が振動するようにアーマチュ
ア２４に取着されている。ダンパ部材４６は円環形状を
１２分割した扇形に形成され、ダンパ部材４６全体とし
て駆動シャフト１９を中心とした円環形状となる位置に
配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば車両空調装
置に使用される圧縮機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】車両空調装置に使用される圧縮機、例え
ば斜板式圧縮機は、ハウジング内部にクランク室及び圧
縮室を有するとともに駆動シャフトが回転可能に支持さ
れ、その駆動シャフトに斜板が一体回転可能に装着され
ている。また、ハウジング内には、斜板に作動連結され
たピストンが往復動可能に嵌挿されている。そして、斜
板の回転に応じてピストンが往復動されて圧縮室の容積
が順次変更され、冷媒ガスが圧縮されるようになってい
る。

【０００３】また、この圧縮機は、例えば外部冷媒回路
における冷房負荷の大小に応じてクラッチが断続される
ようになっている。そのクラッチが接続された状態で
は、車両エンジン等の外部駆動源から、ベルト、プー
リ、クラッチのアーマチュア及び駆動シャフト前端のイ
ンナハブを介して、駆動シャフトに駆動力が伝達され
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、圧縮機
の圧縮行程において、ピストンの圧縮動作に伴う圧縮反
力が斜板を介して駆動シャフトに作用する。そして、こ
の圧縮反力の変動により駆動シャフトに対する負荷が変
動して、駆動シャフトとインナハブ及びクラッチとの間
に回転方向の相対変位が生じ、駆動シャフト等にねじり
振動が発生する。このねじり振動は、駆動シャフトのト
ルク変動及びプーリにおける回転角速度変動となって現
れるため、ベルトを介して連結される他の補機との間で
共振が起こり、車室内の騒音レベルを上昇させる要因と
なっていた。

【０００５】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであって、その目的は、駆動シャフト等のね
じり振動を低減することができる圧縮機を提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１に記載の発明では、前端部がハウジングの
外部に突出する状態で駆動シャフトをハウジングに回転
可能に支持し、前記駆動シャフトには圧縮室内の容積を
該駆動シャフトの回転に伴って順次変更して冷媒ガスの
圧縮を行う圧縮手段に作動連結された回転体を止着し、
前記駆動シャフトの前端部に外部駆動源からの駆動力を
ベルトを介して伝達する回転機構を配設し、前記回転機
構、駆動シャフトの少なくとも１つに減衰機能を備えた
ダイナミックダンパを取着し、前記ダイナミックダンパ
は質量部と弾性部とからなる複数個のダンパ部材により
形成され、前記ダンパ部材は弾性部を介して質量部が取
着されるとともに、所定間隔をおいて配置されている。

【０００７】請求項２に記載の発明では、請求項１の発
明において、前記ダイナミックダンパは、前記ハウジン
グの外に配設された前記回転機構に設けられている。請
求項３に記載の発明では、請求項１又は２の発明におい
て、前記弾性部はゴムにより形成されている。

【０００８】請求項４に記載の発明では、請求項１〜３
のいずれかの発明において、前記ダンパ部材は前記駆動
シャフトを中心とした円周方向に等間隔に取着されてい
る。請求項５に記載の発明では、請求項１〜４のいずれ
かの発明において、前記ダンパ部材は四角柱状に形成さ
れている。

【０００９】従って、請求項１に記載の発明によれば、
回転機構、駆動シャフトの少なくとも１つにダイナミッ
クダンパが取着される。ダイナミックダンパは質量部と
弾性部とからなる複数個のダンパ部材により形成され
る。ダンパ部材は、弾性部が回転機構側に位置するとと
もに、それらは所定間隔となるように取着される。駆動
シャフトの回転に伴って回転体が回転され、圧縮手段が
圧縮動作を行い、圧縮室内の冷媒ガスが圧縮される。冷
媒ガスの圧縮されると、冷媒ガスから回転体への圧縮反
力が変動し、駆動シャフトに対する負荷が変動する。そ
して、駆動シャフトと回転機構との間に回転方向の相対
変位が生じ、駆動シャフトにねじり振動が発生する。こ
のねじり振動が固有振動数付近になっても、ダイナミッ
クダンパの質量部の振動により、ねじり振動の運動エネ
ルギーが消費されて、ねじり振動は減衰する。その結
果、駆動シャフトのねじり振動が他の補機との間で共振
を起こさず、駆動シャフトのトルク変動及び回転機構の
回転変動が低減される。

【００１０】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
の発明の作用に加えて、ダイナミックダンパはハウジン
グの外に配設された回転機構に設けられており、ダイナ
ミックダンパの取付が容易になる。

【００１１】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
又は２の発明の作用に加えて、弾性部のゴム自身がバネ
としての機能とダシュポットとしての機能とを有するの
で、ダイナミックダンパの構造が簡単になる。

【００１２】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
〜３のいずれかの発明の作用に加えて、全てのダンパ部
材がバランスのとれた状態で回転する。請求項５に記載
の発明によれば、請求項１〜４のいずれかの発明の作用
に加えて、ダンパ部材を製造する際に、材料のむだが少
なくなる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を両頭斜板式圧縮機
に具体化した一の実施の形態を図１及び図２に従って説
明する。

【００１４】図１に示すように、圧縮機１１を構成する
ハウジング１２は、接合された一対のシリンダブロック
１３，１４と、シリンダブロック１３，１４の端面にバ
ルブプレート１５，１６を介して接合されたフロントハ
ウジング１７及びリアハウジング１８とを備えている。
このハウジング１２内には、駆動シャフト１９が一対の
ラジアルベアリング２０を介して回転可能に支持されて
いる。この駆動シャフト１９は、その前端部１９ａがフ
ロントハウジング１７の外部に突出した状態で支持され
ている。

【００１５】駆動シャフト１９の前端部１９ａには、ク
ラッチ２１が配設されている。クラッチ２１は、プーリ
２２と、インナハブ２３と、アーマチュア２４と、ソレ
ノイド２５とを備えている。プーリ２２はフロントハウ
ジング１７の支持筒部１７ａに一対のベアリング２６を
介して回転可能に支持され、その外周にはベルト２７が
掛装されている。インナハブ２３は駆動シャフト１９の
前端部１９ａに固定され、その外周にはアーマチュア２
４が板バネ２８を介して、プーリ２２の前面に対し接離
可能に取り付けられている。ソレノイド２５はプーリ２
２を挟んでアーマチュア２４と対向配置されるように、
フロントハウジング１７の前面に取着されている。そし
て、クラッチ２１及びベルト２７を介して、駆動シャフ
ト１９が車両エンジン等の外部駆動源に接離可能に作動
連結されている。プーリ２２、アーマチュア２４、板バ
ネ２８及びインナハブ２３は回転機構を構成する。

【００１６】シリンダボア１３ａ，１４ａ内には、圧縮
機構としての両頭型のピストン２９が往復動可能に嵌挿
支持されている。そして、シリンダボアの１３ａ，１４
ａの両端面とバルブプレート１５，１６との間に圧縮室
３０が形成されている。また、両シリンダブロック１
３，１４の中間内部には、クランク室３１が区画形成さ
れている。クランク室３１内には、駆動シャフト１９に
嵌合固定された回転体としての斜板３２が、一対の半球
状のシュー３３を介してピストン２９の中間部に係留さ
れている。そして、駆動シャフト１９が回転されると、
この斜板３２を介してピストン２９が往復動される。斜
板３２の両端面と各シリンダブロック１３，１４の内端
面との間には、一対のスラストベアリング３４が介装さ
れている。そして、スラストベアリング３４を介して斜
板３２が両シリンダブロック１３，１４間に保持されて
いる。

【００１７】フロントハウジング１７及びリアハウジン
グ１８には、その中心部に吸入室３５，３６が、外周部
に吐出室３７，３８がそれぞれ区画形成されている。吸
入室３５，３６は、シリンダブロック１３，１４及びバ
ルブプレート１５，１６に形成された吸入通路３９を介
してクランク室３１に連通されている。そして、クラン
ク室３１は、図示しない吸入フランジを介して外部冷媒
回路に接続される。一方、吐出室３７，３８は、シリン
ダブロック１３，１４及びバルブプレート１５，１６に
形成された吐出通路４０及び図示しない吐出フランジを
介して外部冷媒回路に接続される。また、各バルブプレ
ート１５，１６には、圧縮室３０と吸入室３５，３６と
を連通させる吸入ポート４１及び圧縮室３０と吐出室３
７，３８とを連通させる吐出ポート４２が形成されてい
る。

【００１８】また、アーマチュア２４の前側面には、ダ
イナミックダンパ４３が取着されている。本実施の形態
では、図１に示すように、アーマチュア２４の外周寄り
に取着されている。また、図２に示すように、ダイナミ
ックダンパ４３は弾性部４４と質量部４５とが一体に形
成された複数のダンパ部材４６により構成されている。
個々のダンパ部材４６は同一の形状及び質量を有する。
ダンパ部材４６は、所定間隔、即ちアーマチュア２４が
回転する際に偏荷重が加わらないような間隔をおいて配
置されている。本実施の形態では、同一円周上であって
隣接するダンパ部材４６の距離が等しくなるように、ダ
ンパ部材４６全体として駆動シャフト１９を中心とした
円環形状となる位置に配置されている。また、ダンパ部
材４６は円環形状を１２分割した扇形に形成されてい
る。そして、ダンパ部材４６は、ダイナミックダンパ４
３全体として、ダイナミックダンパ４３を有しない状態
でのねじり振動の固有振動数に対応した固有振動数とな
るように形成されている。本実施の形態では、弾性部４
４はゴムで形成され、質量部４５は金属で形成されてい
る。また、弾性部４４と質量部４５とは加硫接着により
接着されている。そして、弾性部４４をアーマチュア２
４に接着剤により接着して、弾性部４４側を基端として
質量部４５が振動するようにアーマチュア２４に取着さ
れている。

【００１９】次に、以上のように構成された圧縮機１１
の作用について説明する。車両エンジン等の外部駆動源
はベルト２７を介して常時クラッチ２１のプーリ２２に
伝達される。プーリ２２は、外部駆動源が運転状態の場
合、常時回転されている。ここで、図示しない外部冷却
回路に冷房負荷が存在している場合には、ソレノイド２
５が励磁され、板バネ２８の付勢力に抗してアーマチュ
ア２４がプーリ２２の前面に吸着接合されて、駆動シャ
フト１９が車両エンジン等の外部駆動源に作動連結され
る。一方、外部冷却回路に冷房負荷が存在していない場
合には、ソレノイド２５が消磁され、板バネ２８の付勢
力によりアーマチュア２４がプーリ２２の前面から離間
されて、駆動シャフト１９と外部駆動源との作動連結が
解離される。

【００２０】車両エンジン等の外部駆動源により駆動シ
ャフト１９が回転されると、クランク室３１内の斜板３
２が回転され、シュー３３を介してピストン２９が往復
動される。このピストン２９の運動により、冷媒ガスが
外部冷媒回路から図示しない吸入フランジを経てクラン
ク室３１に導かれる。クランク室３１内の冷媒ガスは、
吸入通路３９を経て吸入室３５，３６に導かれる。そし
て、ピストン２９の吸入行程（上死点から下死点に向か
う行程）においては、圧縮室３０内の圧力低下に伴っ
て、冷媒ガスは吸入ポート４１を通って圧縮室３０に吸
入される。次に、ピストン２９の圧縮、吐出行程（下死
点から上死点に向かう行程）においては、圧縮室３０内
の冷媒ガスは圧縮され、吐出ポート４２を通って吐出室
３７，３８に吐出される。そして、吐出室３７，３８内
の冷媒ガスは、吐出通路４０及び図示しない吐出フラン
ジを経て外部冷媒回路をなす凝縮器、膨張弁、蒸発器に
供給され、車両室内の空調に供される。

【００２１】圧縮機１１の圧縮行程においては、ピスト
ン２９の圧縮に伴い、圧縮室３０内の冷媒ガスが圧縮さ
れる。冷媒ガスの圧縮されると、冷媒ガスから斜板３２
を介して駆動シャフト１９に作用する圧縮反力が変動す
る。そして、駆動シャフト１９とインナハブ２３、及び
インナハブ２３とアーマチュア２４との間に回転方向の
相対変位が生じ、駆動シャフト１９及びクラッチ２１に
ねじり振動が発生する。このねじり振動が固有振動数付
近になっても、ダイナミックダンパ４３の質量部４５の
振動により、ねじり振動の運動エネルギーが消費され、
ねじり振動が減衰する。その結果、駆動シャフト１９の
ねじり振動が他の補機との間で共振を起こさず、駆動シ
ャフト１９のトルク変動及びプーリ２２の回転変動を低
減することができる。

【００２２】上記実施の形態によれば、以下に示す効果
を有する。 （イ）ダイナミックダンパ４３の質量部４５の振動によ
り、駆動シャフト１９及びクラッチ２１に発生したねじ
り振動が減衰される。このため、圧縮機１１におけるね
じり振動を低減することができる。

【００２３】（ロ）ダイナミックダンパ４３は、弾性部
４４と質量部４５とが一体に形成された複数のダンパ部
材４６により構成されているので、ねじり振動の固有振
動数に合わせて、弾性部４４と質量部４５との組み合わ
せを変え、またダンパ部材４６の数を変えることができ
る。このため、種々の圧縮機に対応した調整が可能であ
り、汎用性を有する。

【００２４】（ハ）ダイナミックダンパ４３は、複数の
ダンパ部材４６により構成されている。このため、例え
ばダイナミックダンパ４３が一つの円環状である場合、
外径分の大きさの材料から弾性部４４及び質量部４５を
切り出す必要があり、内径分の大きさの材料がむだにな
るのに対し、各ダンパ部材４６の大きさごとに弾性部４
４及び質量部４５を切り出すことができる。従って、ダ
イナミックダンパ４３を製造する際に、材料を効率的に
使用することができ、材料のむだが少なくなる。

【００２５】（ニ）ダイナミックダンパ４３は、全体と
してほぼ円環状に形成され、アーマチュア２４の外周寄
りに取着されていることから、ダイナミックダンパ４３
を取り付ける際に、駆動シャフト１９等がじゃまになり
にくい。このため、ダイナミックダンパ４３の取付が容
易になる。

【００２６】（ホ）弾性部４４がゴムにより形成されて
いるため、弾性部４４自身がバネとしての機能とダシュ
ポットとしての機能とを有する。このため、ダイナミッ
クダンパ４３の構造が簡単になる。

【００２７】なお、実施の形態は上記に限らず、例えば
以下の場合であってもよい。 ○ ダイナミックダンパ４３は質量部４５の振動によ
り、ねじり振動の運動エネルギーを消費してねじり振動
が減衰されるものであればよく、全体としてほぼ円環状
に形成されたもの限らず、例えば各ダンパ部材４６との
間に隙間を有するようにして、ダンパ部材４６の数を半
分にしたものであってもよい。この場合、ダイナミック
ダンパ４３全体としての固有振動数が変わらないよう
に、例えば個々の質量部４５の重量を重くすることが好
ましい。 ○ ダイナミックダンパ４３は複数個のダンパ部材４６
により形成されていればよく、例えば図３に示すよう
に、円柱状に形成してもよい。この場合にも実施の形態
と同様の効果を得ることができる。また、ダンパ部材４
６の形状を直方体、立方体のような、図４に示す四角柱
状に形成してもよい。さらに三角柱状に形成してもよ
い。これらの場合、ダイナミックダンパ４３を製造する
際に、材料をより効率的に使用することができ、さらに
材料のむだが少なくなる。 ○ ダンパ部材４６はアーマチュア２４が回転する際に
偏荷重が加わらないような間隔に配置されたものであれ
ばよく、同一円周上に配置されたものの他、複数の円周
上に配置されたものであってもよい。 ○ ダイナミックダンパ４３は、アーマチュア２４に取
着したものに限らず、例えば図５に示すように、プーリ
２２に取着してもよい。この場合にも実施の形態と同様
の効果を得ることができる。また、インナハブ２３にダ
イナミックダンパ４３を取着してもよい。この際、図１
に示すように、インナハブ２３にダイナミックダンパ４
３を取着するスペースがない場合には、例えば駆動シャ
フト１９の回転中心からの距離を大きくするように、ソ
レノイド２５、ベアリング２６等を外周側に移動させる
ことが好ましい。さらに、例えば駆動シャフト１９の後
端を吸入室３６まで延ばし、駆動シャフト１９の後端に
円盤状のフランジを取着し、このフランジを介してダイ
ナミックダンパ４３を取着するように、駆動シャフト１
９にダイナミックダンパ４３を取着してもよい。また、
駆動シャフト１９の後端をリアハウジング１８の外まで
延ばし、駆動シャフト１９の後端に円盤状のフランジを
取着し、このフランジを介してダイナミックダンパ４３
を取着してもよい。これらの場合にも実施の形態と同様
の効果を得ることができる。 ○ ダイナミックダンパ４３は、アーマチュア２４等の
外周寄りに取着されている場合に限らず、例えば内周寄
りに取着されていてもよい。 ○ ダイナミックダンパ４３の弾性部４４は、質量部４
５が弾性部４４側を基端として振動できるものであれば
よく、ゴムで形成したものの他、例えば可撓性材料、バ
ネで形成したものであってもよい。この場合、弾性部４
４の他に別途ダシュポットとしての機能を有する部材が
必要になる。 ○ 弾性部４４と質量部４５との接着は加硫接着に限ら
ず、例えば接着剤により接着してもよい。 ○ この発明を実施の形態に記載の圧縮機と異なるタイ
プの圧縮機、例えば片頭斜板式可変容量圧縮機、ベーン
式可変容量圧縮機に適用することもできる。また、クラ
ッチレス可変容量圧縮機に適用することもできる。

【００２８】以下に、前記実施の形態から把握できる請
求項以外の技術的思想を効果とともに説明する。 （１） 請求項１〜５のいずれかにおいて、弾性部と質
量部とを一体に形成した圧縮機。この場合、ダイナミッ
クダンパの取付が容易になる。

【００２９】（２） 請求項１〜５のいずれかにおい
て、ダイナミックダンパは回転機構、駆動シャフトの同
一円周上となるように配置されている圧縮機。この場
合、ダイナミックダンパの取付が容易になる。

【００３０】（３） 請求項１〜５のいずれかにおい
て、ダイナミックダンパは、ダイナミックダンパを有し
ない状態でのねじり振動の固有振動数に対応した固有振
動数となるように形成されている圧縮機。この場合、駆
動シャフトのねじり振動が他の補機との間で共振を起こ
すことを確実に防止することができる。

【００３１】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の発
明によれば、圧縮機におけるねじり振動を低減すること
ができる。

【００３２】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
の発明の効果に加えて、ダイナミックダンパの取付が容
易になる。請求項３に記載の発明によれば、請求項１又
は２の発明の効果に加えて、ダイナミックダンパの構造
が簡単になる。

【００３３】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
〜３のいずれかの発明の効果に加えて、ダンパ部材が回
転する際に、駆動シャフト及び回転機構に偏荷重が発生
することが抑制される。

【００３４】請求項５に記載の発明によれば、請求項１
〜４のいずれかの発明の効果に加えて、ダイナミックダ
ンパを製造する際に、材料をより効率的に使用すること
ができ、材料のむだが少なくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態の圧縮機の断面図。

【図２】同じくダイナミックダンパの斜視図。

【図３】別の実施の形態のダイナミックダンパの斜視
図。

【図４】同じくダイナミックダンパの斜視図。

【図５】同じく圧縮機の部分断面図。

【符号の説明】

１１…圧縮機、１２…ハウジング、１９…駆動シャフ
ト、１９ａ…前端部、２１…クラッチ、２２…回転機構
を構成するプーリ、２３…回転機構を構成するインナハ
ブ、２４…回転機構を構成するアーマチュア、２７…ベ
ルト、２８…回転機構を構成する板バネ、３０…圧縮
室、３２…回転体としての斜板、４３…ダイナミックダ
ンパ、４４…弾性部、４５…質量部、４６…ダンパ部
材。

フロントページの続き (72)発明者 鴻村 哲志 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前端部がハウジングの外部に突出する状
   態で駆動シャフトをハウジングに回転可能に支持し、前
   記駆動シャフトには圧縮室内の容積を該駆動シャフトの
   回転に伴って順次変更して冷媒ガスの圧縮を行う圧縮手
   段に作動連結された回転体を止着し、前記駆動シャフト
   の前端部に外部駆動源からの駆動力をベルトを介して伝
   達する回転機構を配設し、前記回転機構、駆動シャフト
   の少なくとも１つに減衰機能を備えたダイナミックダン
   パを取着し、前記ダイナミックダンパは質量部と弾性部
   とからなる複数個のダンパ部材により形成され、前記ダ
   ンパ部材は弾性部を介して質量部が取着されるととも
   に、所定間隔をおいて配置されていることを特徴とする
   圧縮機。
2. 【請求項２】 前記ダイナミックダンパは、前記ハウジ
   ングの外に配設された前記回転機構に設けられている請
   求項１に記載の圧縮機。
3. 【請求項３】 前記弾性部はゴムにより形成されている
   請求項１又は２に記載の圧縮機。
4. 【請求項４】 前記ダンパ部材は前記駆動シャフトを中
   心とした円周方向に等間隔に取着されている請求項１〜
   ３のいずれかに記載の圧縮機。
5. 【請求項５】 前記ダンパ部材は四角柱状に形成されて
   いる請求項１〜４のいずれかに記載の圧縮機。